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美国2011年两项能源电力创新技术概览

导读: 最新一期美国《技术评论》杂志精选了过去一年中十项最重要的技术进展,这些技术据信将对未来几年的创新形式产生巨大的影响。其中,有两项与能源电力相关。

  最新一期美国《技术评论》杂志精选了过去一年中十项最重要的技术进展,这些技术据信将对未来几年的创新形式产生巨大的影响。其中,有两项与能源电力相关:

  超效太阳能

  去年冬天,一家名为Semprius的新创公司创下了太阳能发电的一个重要记录:其太阳能电池板可将近34%的入射光能转换成电力。

  太阳能设施有许多固定成本,因此发挥每块面板的效率以降低太阳能的价格非常重要。Semprius公司采用砷化镓制成柔性太阳能板,因为这种材料能比硅更好地把光转化为电能。但砷化镓也昂贵得多,因此Semprius公司正在通过不同途径进行成本补偿。

  其一是缩减太阳能电池的尺寸,将每块太阳能板上的单个光吸收器缩减至仅600微米宽、600微米长、10微米厚。这种制造工艺是将细小的电池生长在砷化镓晶圆上,然后将其快速剥离,再用晶圆制作更多的电池。一旦这些电池铺设完成,并被置于汇聚日光的玻璃透镜下,Semprius公司可将其电力产量最大提升约1100倍。

  将日光汇聚到太阳能电池板并不是什么新办法,但对于较大的硅电池来说,通常必须使用冷却系统以带走由此产生的热量。而Semprius的小型电池单元产生的热量可少到无需冷却,从而进一步降低了成本。

  但是,利用透镜聚光的局限性中和了Semprius技术的部分优势:电池在晴朗的天气下,接收日光直射时,系统能达到最佳效果;在任何其他情况下,能源产量就会显著下降。

  目前,Semprius公司已开始大规模生产这种面板。今年计划在北卡罗来纳州开设一个小型工厂,其每年生产的太阳能电池板足够提供6兆瓦的电力,该公司希望到2013年底可扩大到30兆瓦。同时,Semprius也将不得不以足够快的速度降低其生产成本,以与传统的硅板一较高下,因为硅的价格仅在2011年就已跌去半数以上。

  太阳能微电网

  在印度,生活在农村地区的大约4亿人,至今还过着黑灯瞎火的日子。对他们中的大多数人来说,只是简单地给手机充个电就需要长途跋涉到市镇上,而他们家里的照明还得依靠煤油灯发出的微弱光亮。

  为改变这种状况,美乐高(Mera Gao)电力公司致力于建设和运营低成本的由太阳能供电的微电网,以满足家庭清洁照明及手机充电之需。微电网从一个相对较小的电源地将电力配送到有限的区域。同时,还可配以替代解决方案,如独立的太阳能电灯。微电网的优势是,安装成本可由整个村子进行分摊。该系统还可使用更高效、更大规模的电力发生和存储系统以降低运营成本。

  只需花上2500美元,一百户人家就可通过电线连到两个发电枢纽,每个枢纽都包含一套太阳能电池板和电池组。微电网全部使用24伏直流电,允许使用铝线,而不是更昂贵的高低压交流配电系统所用的铜线。在村里安装前先进行精心规划,以确保配电线路达到最优化。如果有偷电者试图私自搭线,断路器将会跳闸。这种规划和设计是微电网的最大创新之处。

  每户人家每晚可得到7小时0.2安的电流,这足以为2个LED灯和1个手机充电点供电,用户每月仅需为此预付100卢比(约合2美元)的费用,而之前煤油加上手机充电的一般花费每月也要100卢比至150卢比。

  美乐高的微电网目前该技术仅支持照明和手机充电,但该公司正在探索创建社区娱乐中心,在这里,电视、广播、电风扇和信息服务的费用将由一组家庭共同负担,而不是由单个用户独自承担。

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